Ekosystém: definícia, typy, štruktúra a príklady

Prírodný svet tvoria nesmierne odlišné typy fyzického prostredia a organizmy, ktoré sú jedinečne prispôsobené na život v ňom. Ďalším slovom pre tento pojem v biológii je ekosystém.

Tento článok vám poskytne jasné vysvetlenie ekosystémov a ponúkne zaujímavé príklady.

Biológovia definujú ekosystém ako spoločenstvo živých organizmov a ich fyzického prostredia, ktoré zahŕňa oboje biotický a abiotický faktorov.

Biotické faktory sú živé bytosti v vzájomne závislom ekologickom systéme, ako sú rastliny, zvieratá, mikróby a huby.

Abiotické faktory sú neživé veci ako voda, slnečné svetlo, prístrešie, skaly, minerály, pôda a podnebie.

Vedecké štúdie a klasifikácia rastlín a živočíchov sa datujú od Aristotela v starovekom Grécku. Na začiatku 19. storočia Darwin opísal konkurenciu medzi druhmi a vývojom prostredníctvom prirodzeného výberu. Ernst Haeckel vytvoril toto slovo ekológia zhruba v rovnakom čase.

Koncom 19. rokov Eugenius Warming naznačil, že na správanie druhov a adaptačné stratégie majú vplyv aj abiotické faktory, ako sú sucho, oheň a chladné počasie. Warming vo svojej práci veľa cestoval a vyvinul univerzitný kurz ekológie rastlín. Jeho myšlienky sa uchytili, keď britskí a severoamerickí vedci prečítali jeho klasickú knihu,

Termín ekosystém vytvoril Arthur Tansley v roku 1936.

Existujú tri široké kategórie biologické ekosystémy. Každý z nich má odlišné druhové zloženie a štruktúru. Najväčším ekosystémom je morský ekosystém. Všetky ekosystémy sú ovplyvnené globálnou klímou a ľudskou činnosťou, ako je znečistenie, zavlažovanie, urbanizácia, ťažba a odlesňovanie.

Morský ekosystém pokrýva asi 70 percent zemského povrchu. Spolu s oceánmi patria k morským ekosystémom aj piesočné brehy, ústia riek, bahno, vody Antarktídy, slané močiare a živé koralové útesy, všetko plné života. Podnebie morských ekosystémov na celom svete sa pohybuje od tropického tepla po polárne víry.

Vodné ekosystémy zahŕňajú jazerá, rieky, rybníky a mokrade. Sladkovodné druhy vymierajú oveľa rýchlejšie ako morské alebo suchozemské druhy, tvrdí National Geographic. Zmena podnebia a znečistenie sú hlavnými hrozbami pre vodné ekosystémy.

Pozemské ekosystémy sú pozemské ekologické spoločenstvá na miestach ako arktická tundra, púšť, lesy a trávnaté porasty. U zvierat v polárnom podnebí sa vyvinuli podobné adaptívne vlastnosti, ako je hustá srsť a izolačná tuková vrstva.

Biómy sú mierne širší pojem ako ekosystémy, aj keď sú si dosť podobné. Biomes sú charakteristické ekologické spoločenstvá, ktoré samy osebe môžu obsahovať veľa ekosystémov. Sú užitočné pri kategorizácii charakteristík určitých oblastí, ktoré môžu priamo ovplyvniť typ alebo typy ekosystémov, ktoré tam vznikajú.

Medzi charakteristické vlastnosti týchto biomov / ekologických systémov patrí ich konkrétne podnebie, pásmo, nadmorská výška, typ pôdy, množstvo zrážok a druhové zloženie.

Vodné biomy patria koralové útesy, ústia riek, morské, mokraďové a sladkovodné.

Púštne biomy patrí púšť Mojave, čílske pobrežné púšte, údolie smrti a grónske chladné púšte.

Lesné biomy zahŕňajú tropický dažďový prales, lesy mierneho pásma, chaparral (kríky) a tajga (boreálny les).

Lúky a pastviny zahŕňajú savany, stepi, prérie a juhoamerické pampy.

Živé organizmy musia mať energiu a živiny na rast, reakciu a reprodukciu. Organizmy sú vzájomne závislé a navzájom spojené v kruhu života. Energia sa prenáša z jednej úrovne potravinovej pyramídy na ďalšiu. Napríklad ryby jedia riasy a kalmáre jedia ryby.

Riasy, ryby, kalmáre a dravé žraloky sú príkladom a potravinový reťazec. The stránka o jedle je vyrobený z mnohých navzájom sa prekrývajúcich potravinových reťazcov. Energetická pyramída začína výrobcami na základni pyramídy, nasledujú spotrebitelia a predátori na vyšších úrovniach. Energia sa stráca pri každom prenose medzi organizmami, takže pyramída je vzpriamená a nie je obrátená.

Rastliny a fytoplanktón sú výrobcov ktoré obsahujú fotosyntetické pigmenty, ktoré na výrobu cukru využívajú slnečnú energiu a oxid uhličitý. Primárni konzumenti jedia rastliny a sekundárni konzumenti konzumujú primárnych konzumentov. Vrchol na potravinovej pyramíde drží vrcholový predátor bez prirodzených nepriateľov.

Biomasa je konzervovaný a recyklovaný v ekosystéme. Keď organizmy zomrú, rozkladače rozkladajú organickú hmotu na energiu a živiny, ktoré prúdia späť do ekosystému. Rozkladajúce sa zvieratá uvoľňujú uhľohydráty, tuky, bielkoviny a plyny, keď na ne pôsobia mikróby, muchy a červy.

Baktérie a mikróby rozkladajú rozkladajúcu sa rastlinnú hmotu na živiny ako vápnik, dusík, draslík a fosfor, ktoré obohacujú pôdu.

Energia a živiny tiež tok medzi ekosystémami. Napríklad skaly v rieke erodujú a dávajú minerály do vody, ktorá steká po prúde do jazier a polí. Účinok môže byť tiež nepriaznivý. Odtok dusíka a fosforu z poľnohospodárskej pôdy môže znečisťovať vodné toky.

Na rozdiel od hmoty, ktorá sa recykluje, energia prúdi jedným smerom. Rastliny produkujú energeticky bohaté molekuly glukózy zo zachyteného slnečného žiarenia, vody a oxidu uhličitého. Chemická energia sa prenáša na spotrebiteľov za účelom bunkového metabolizmu a ďalšia energia sa vydáva ako teplo.

Ekosystémy sú dynamické s neustálym prílivom a odlivom tok energie a hmota. Úroveň živín, populácie druhov, poveternostné vzorce, teplota, ročné obdobia kolíšu a menia sa. Diverzita v ekosystéme prispieva k stabilite.

Napriek toku a dynamickej povahe ekológie ekosystému, celkovo rovnovážny stav zostáva stabilný. Ekosystémy udržujú ustálený stav s pomerne konzistentným zložením. Kolísavé biotické a abiotické vlastnosti obvykle stabilný systém neohrozujú. Inými slovami, dažďový prales je stále dažďovým pralesom, aj keď populácia opíc klesá.

Prírodné poruchy môžu narušiť fungovanie ekosystému. Napríklad ekosystémy narušili hurikány, divoké požiare, záplavy a sopky. Záplavy môžu kontaminovať vodné zdroje. Stanovište je stratené a druhy môžu byť vysídlené. Môže dôjsť k vypnutiu rovnováhy predátorov a koristi, čo spôsobí dominový efekt na iné druhy.

Invázne druhy môže potenciálne ohroziť blahobyt a samotnú existenciu iných druhov. Medzi invázne druhy patria rastliny a zvieratá privezené do oblasti úmyselne alebo náhodne. Niekedy sa invazívne druhy zámerne privedú, aby zastavili predátora, ktorý sa zmocňuje. Ochranári napríklad pustili lososa do oblasti Veľkých jazier, aby potlačili menej žiaduce invázne druhy.

Ľudská činnosť je ďalšou hlavnou príčinou nebezpečných zmien ekosystému. Lov, nadmerný rybolov, využívanie neobnoviteľných zdrojov, toxický odpad a znečistenie ohrozujú ekosystémy a ich biomy. V extrémnych prípadoch, ako napríklad pri úniku z jadrovej elektrárne, môžu byť postihnuté ekosystémy rádioaktívne a karcinogénne v nadchádzajúcich rokoch.

The Veľký bariérový útes pri pobreží Austrálie je neuveriteľne veľká a rozmanitá morský ekosystém ktorá existuje milióny rokov. Riasy poskytujú potravu pre pestovanie koralov, ktoré sa pripájajú k mŕtvym koralom v útese.

Mladé koraly plávajúce vo vode zožierajú ryby a zvieratá plávajúce v oceáne. Skeletonizované koraly môžu stále konzumovať červy, slimáky a nenásytné hviezdice.

Niektoré koraly majú vzájomne výhodné vzťahy s krevetami a krabmi, ktoré žijú v koralových kolóniách a pomocou svojich štipcov bojujú proti vzájomným nepriateľom. Abiotické faktory, ktoré významne ovplyvňujú koraly, sú rastúce teploty vody, okysľovanie oceánov a hladiny oxidu uhličitého.

Podľa Smithsonianovho prírodovedného múzea už kyslá morská voda začína rozpúšťať kostrovú štruktúru koralových útesov na miestach ako Havaj.

Vodný ekosystém lesného jazera sa nachádza na hranici Kanady a Spojených štátov. Toto sladkovodné teleso je pozostatkom kedysi masívneho ľadovcového jazera Agassiz.

V tejto sladkej vode vodný ekosystém, fytoplanktón, zooplanktón, riasy a baktérie poskytujú chutným rybám optimálnu hladinu potravy, biotopu a kyslíka. Lesné jazero sa často nazýva hlavné mesto sveta Walleye _._

Bezstavovce ako májky a pakomáre hrajú dôležitú úlohu aj v sladkovodných jazerách. Jedia mikroorganizmy, ktoré sa živia rozpadajúcimi sa rastlinnými a živočíšnymi látkami. Bezstavovce sú vynikajúcim zdrojom potravy pre malé ryby, ktoré môžu zožrať veľké ryby, ktoré môžu uloviť pelikány, volavky, medveď a ľudia.

Medzi abiotické faktory ovplyvňujúce stav vodného ekosystému, ako je napríklad Lesné jazero, patrí teplota vzduchu a vody, hladiny oxidu uhličitého a toxický odtok.

Amazonka ekosystém dažďových pralesov je druhovo bohaté suchozemské prostredie v Južnej Amerike. Slnečné svetlo je absorbované bujnými širokolistými rastlinami a vysokými stromami, ktoré poskytujú jedlo a úkryt pre ohromujúci počet vtákov, cicavcov, hmyzu, jašteríc a hadov v trópoch. Mnoho z týchto tvorov je zjedených predátormi, ako je jaguár.

Keď organizmy zomrú v dažďových pralesoch, ich energia a živiny sa rýchlo rozkladajú pomocou rozkladačov, ako sú červy a mikróby. Živiny sa vracajú späť do pôdy a pomáhajú rastlinám rásť. Medzi abiotické faktory dažďového pralesa patria veľké množstvo zrážok, horúčavy a tropické podnebie, ktoré vyživuje druhovú biodiverzitu od lesných porastov po silné visiace prístrešky.

V závislosti od svojich výskumných záujmov sa ekológovia môžu zamerať na oblasť komunitnej ekológie, ekológie ekosystémov alebo na oboje. Ekológia spoločenstva konkrétne skúma interakcie medzi rôznymi druhmi a výsledok tejto interakcie. Ekológia ekosystému sa oveľa širšie zameriava na živé a neživé faktory, ktoré ovplyvňujú ekologické spoločenstvo a vyvolávajú zmeny ekosystému.

Napríklad ekológ, ktorý chce zistiť, prečo gigantické kapry ovládajú jazero, ktoré bolo kedysi plné pstruhov, by mohol podniknúť spoločná ekologická štúdia populácie rýb spolu s ekosystémovou štúdiou znižovania kvality vody, ktorá ovplyvňuje všetky druhy vodný život. Ekológovia uskutočňujú štúdie, ktoré pomáhajú šetriť prírodné zdroje pre ďalšie generácie.

Riadenie ekosystémov využíva ochranné postupy na udržanie integrity fungovania ekosystémov a štruktúr. O ekosystémových štruktúrach sa hovorí, že majú integritu, keď sú vyvážené, stabilné a charakteristické pre ekologické spoločenstvá v tomto prírodnom regióne.

Abiotické aj biotické faktory sú všeobecne predvídateľné. Populačná dynamika by mali byť tiež sebestačné bez potreby ľudského zásahu obnoviť rovnováhu.

Dobré riadenie ekosystému hrá dôležitú úlohu pri ochrane štátnych parkov, národných parkov a iných oblastí s divočinou. Pochopenie histórie ekosystému a bežných mier zmien alebo postupnosti pomáha pri včasnom odhalení štrukturálnych problémov. Cieľom je zachovať biodiverzitu a zabezpečiť životaschopnosť pôvodných druhov. Od New Yorku po Kaliforniu environmentalisti pozorne sledujú klimatické vzorce.

Po prírodných katastrofách, ako napríklad hurikán, nasleduje usporiadané dedenie a prirodzená obnova oblasti do pôvodného stavu. Ľudská činnosť však môže dočasne alebo natrvalo zničiť ekológiu ekosystému. Ekosystémové katastrofy sa stali v USA a na celom svete.

Ekosystém Mexického zálivu bol vážne narušený znečisťujúcimi látkami prenášanými do zálivu z rieky Mississippi. Dusík a fosfor z polí, napájacích kanálov a splaškových vôd odvádzajú do rieky z mnohých štátov.

Nadmerné množstvo výživných látok stimuluje toxické látky riasy kvitnú, meniť výmenu potravy a vyčerpať kyslík vo vode, čo vedie k mŕtvej zóne a obrovským úhynom rýb. Na túto oblasť majú vplyv aj abiotické faktory, ako sú hurikány a záplavy.

V roku 1986 došlo pri nehode v černobyľskej jadrovej elektrárni na Ukrajine k úniku smrtiaceho rádioaktívneho materiálu do atmosféry. Milióny ľudí boli vystavené žiareniu. Tisíce detí, ktoré pili mlieko od kráv pasúcich sa v kontaminovanej oblasti, dostali rakovinu štítnej žľazy. Dnes je rádioaktívna oblasť obklopujúca Černobyľ pre ľudí obmedzená, ale vlci, divé kone a ďalšie zvieratá sú prítomné vo významnom počte.